Instruments and Experimental Techniques, Vol. 48, No. 5, 2005, pp. 630–635. Translated from Pribory i Tekhnika Eksperimenta, No. 5, 2005, pp. 75–80.
Original Russian Text Copyright ? 2005 by Demidov, Boriskin, Stepanov, Konovalov, Kazakov, Shibalko, Vlasov, Yanenko, Rozhnov, Golosov, Shapovalov, Shuvalov.
INTRODUCTION
Systems for generating high-voltage pulses with short ( ≤ 100 ns) rise times usually operate using the principle of electrical explosion of thin conductors under the action of a ?owing current [1]. The applica-tion of helical magnetic explosion generators (MEGs)as power sources in such systems is an interesting and promising line of research in the physics of high energy densities [2].
Helical MEGs have a quite simple design and gen-erate a high energy density, compared to other sources.A classically designed helical MEG consists of two coaxial elements: a cylindrical solenoid (a helix) and a metal tube with an explosive charge electrically con-contact between the forming cone and the helix moves along the axis at the same velocity.
Owing to the comparatively long operating time of helical MEGs (tens of microseconds), their electrotech-nical matching to electrical-explosion opening switches (EEOSs) is usually achieved by using inter-mediate explosive-type transformers sharpening the current-pulse front to a level of ~1 μ s [2, 3] or step-up transformers with output voltages of hundreds kilovolts [4, 5].
The system for shaping high-voltage pulses using only an EEOS is of a simpler design and is more energy ef?cient [6, 7]. In this case, however, the current ?ows through the exploding conductor as long as the MEG operates. In order to reduce the energy source adversely
An Electrical-Explosion Opening Switch Powered
from a Magnetic-Explosion Generator
V. A. Demidov, A. S. Boriskin, N. V. Stepanov, I. V. Konovalov, S. A. Kazakov, K. V. Shibalko, Yu. V. Vlasov, V. A. Yanenko, I. V. Rozhnov, S. N. Golosov, E. V. Shapovalov, A. S. Shuvalov
Russian Federal Nuclear Center, All-Russia Scienti?c Research Institute of Experimental Physics,
pr. Mira 37, Sarov, Nizhni Novgorod oblast, 607190 Russia
Received August 9, 2004; in ?nal form, February 16, 2005
Abstract —The results from experiments with powering an electrical-explosion opening switch (EEOS) from a high-speed helical magnetic explosion generator are presented. The energy capacity of this generator is ~1 kJ,the total operating time is 25 μ s, and the characteristic current rise time is ~2 μ s. In experiments with thin copper wires used in EEOSs, voltage pulses with an amplitude of ~180 kV and a rise time of ~50 ns were formed across a 25- ? resistive load connected in parallel to the EEOS.
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AN ELECTRI CAL-EXPLOSI ON OPENI NG SWI TCH POWERED
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DESCRI PTI ON OF THE DEVI CE
A schematic of the ??é-60 generator is shown in Fig. 1. During its operation, the turns of helix (stator) 1 are short-circuited by central tube (liner) 3 , which is stretched under the action of explosion products of explosive charge 2 . This leads to a reduced inductance and, as a result, to a rise in the generator current. Inter-mediate deformation stages of the tube are shown with dashed lines in Fig. 1.
The ??é-60 generator is designed so that, when it is ?nished operating, some of the stator turns are not short-circuited by the expanding liner (i.e., they con-tinue to operate). The generator inductance falls (is removed) until the tube comes into contact with mas-sive insulator 5 . Let the volume occupied by the turns that continue to operate and are deformed by the under-lying liner due to the action of explosion products be labeled storing cavity 4 .
Load 6 of the generator can include various forming and consuming devices that are not shown in Fig. 1.A feature of the ??é-60 is that it is designed for oper-
ation with a load having a very high inductance ( ~1.2 μ H) for a small helical MEG.
The ??é-60 has a quite high energy capacity ( ~1.3 kJ) compared to other similar small generators [7]. The energy required to power it is ~30 J. I n our experiments, this was supplied by the discharge of a high-voltage capacitor with a capacitance of 1 μ F. The length of the helical coil in the stator is ~200 mm, and the MEG is ~350 mm long. The initial ??é-60 induc-tance is 1050 μ H. The mass of the explosive in the gen-erator is ~0.3 kg. The use of a cylindrically conical liner and changes in both the density of turns at the stator’s ?nal section and the value of the residual inductance of the generator allow variations in the characteristic gen-erator-current rise time between 1.8 and 2.8 μ s at a total ??é-60 operation time of ~25 μ s.
Figure 2 shows a circuit diagram of the device for explosive experiments with the EEOS connected directly to the MEG circuit. This circuit contains vari-able inductance L 1 and resistance R 1 of the main (com-pression) MEG cavity; variable inductance L 2 and con-stant resistance R 2
of the storing MEG cavity; induc-
2 3
Fig. 2. Circuit diagram of the facility. 4000
5
L 1 , μ H t , μ s
6008001000200
10
15
20
25
30 Fig. 3. Time dependence of MEG inductance.
1 L , μ H 234
040
I t , μ s
80120
Fig. 4. Changes in (a) the circuit inductance and (b) the cur-rent at the initial stage of MEG operation: ( 1 ) L 2 = L 3 ≈ 0.55 μ H, τ e = 2.1 μ s; and ( 2 ) 2 – L 2 = 4 L 3 ≈ 0.8 μ H, τ e =1.8 μ
s. The dots in the curves correspond to the moments cal-culated for the electrical explosions of the EEOS conductors.
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nected to the MEG. The switch, which connects the load to the MEG only when a preset voltage across the EEOS is reached, allows the pulses to be shortened.The results from the calculations show that, at the moment of EEOS operation, ~80% of the voltage gen-erated upon electrical explosion of conductors acts on the stator’s ?nal section, which is
~80 mm long. To pro-tect the generator against electrical breakdowns, the cavity between the stator and the liner is ?lled with gas-eous SF 6 after air is preliminarily evacuated from it.The EEOS was preliminarily developed on a sta-tionary capacitor facility. In these experiments, the time energy was fed into the EEOS was varied from 1 to 7 μs. Combined with a sharpening spark gap, the EEOS ensured pulse currents of ~8 kA and voltages of 100–130 kV with a rise time of ~50 ns across resistive load R = 25 ? [8].
Explosive experiments were performed at L 2 = 0.4–1.0 μH, L 3 = 0.15–0.55 μH, L 4 = 40 nH, R 4 = 15–110 m ?, L 5 ~ 0.1 μH, and R 5 = 25 ?. Parameters L 2 and L 3 of the electric circuit were varied by changing the
inductance L 1 (hereafter, time is measured from the beginning of MEG-circuit deformation). Figure 4a shows the time dependence of the MEG-circuit induc-tance at the initial stage of its operation at various L 2-to-L 3 ratios at the calculated moment of EEOS oper-ation. The corresponding time dependences of the cur-rent obtained in reference experiments at R 4 = 0 are shown in Fig. 4b (the characteristic current-rise (by a factor of ?) time τe is given with respect to the calcu-lated moment of the electrical explosion of the EEOS conductor). Calculations show that, with the EEOS included in the MEG circuit, the current rises as long as the main (L 1) and the storing (L 2) generator cavities are being deformed under the action of the liner deformed by explosion products.
Figure 5 shows a sketch of the device with which explosive experiments were performed. MEG 2 is located inside a thick-walled steel housing 1. EEOS 4and resistive load 5 are constructed in the form of a monoblock. The MEG and EEOS are interconnected by cable 3. An external view of the experimental assembly is shown in Fig. 6. This design version at a cable length of ~0.4 m allowed the module with the EEOS and the load to be protected against the destructive effect of explosion products.
EXPERI MENTAL RESULTS
The ?rst experiments with the MEG were per-formed at equal inductances of the storing cavity at the moment of the conductor’s electrical explosion and the cavity of formation for a high-voltage pulse (L 2 = L 3 ≈0.55 μH). The EEOS parameters (the cross section of the exploded wires, their mass, and the initial resis-tance) were selected on the basis of the results obtained
Fig. 6. External view of ??é-60 with the EEOS and load.
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from re?ning EEOS operation on a laboratory capaci-tive energy source with a current-pulse rise time of ~3 μs (curve 1 in Fig. 7a), when a voltage pulse of ~200 kV was formed using copper wires with a length of 200 mm and a cross section of 4 × 10–4 cm 2.Although the characteristic current-pulse rise time was ~2.5 μs (i.e., approximately equal to that obtained with a laboratory capacitive energy source with a character-istic time determined by a quarter of its discharge period), instead of the ~200 kV expected in experi-ments with the EEOS, we obtained a maximum voltage amplitude of 115 kV at a speci?c stored magnetic energy w ~ 6 kJ/g, where w = W max /m (W max is the max-imum value of the magnetic energy (LI 2/2) stored in the MEG circuit, and m is the mass of the wires in the EEOS. This shows that the laboratory bench we used inadequately models the operating conditions for the opening switch combined with the MEG when the total energy-deposition time is ~25 μs.
Studies of the effect of a prepulse on the voltage amplitude in the EEOS with a copper conductor having a mass of 55 mg, a cross section of 4 × 10–4 cm 2, and an initial resistance of 110 m ? were performed on a labo-ratory bench containing two capacitors with large (?1 =200 μF) and small (?2 = 1.1 μF) capacitances. The capacitors were charged to different voltages and were connected to the EEOS at an interval of ~20 μs.Figure 7a shows the time dependence of the current (curve 2) obtained in one of the bench operating cycles.A decrease in the voltage across the EEOS was observed when, at the moment ?2 was connected to the EEOS, the speci?c current-action integral during the discharge of capacitor ?1 (Fig. 7b) exceeded a value of ~0.7 × 109 ?2 s cm –4. A voltage of 165 kV was then measured across the EEOS. The same EEOS was pow-ered by a MEG current pulse at w ～6 kJ/g. We managed to simulate with a certain approximation the depen-dence of the speci?c action integral obtained on the bench (curve 3 in Fig. 7b). The small cross section of the wire in the EEOS, however, resulted in an increase in the characteristic current-rise time up to 2.8 μs (curve 3 in Fig. 7a). A voltage pulse of 135 kV with a rise time of ~70 ns was registered in an experiment with the MEG. The voltage amplitude was evidently affected by both the presence of a prepulse and an increased characteristic time of energy input into the EEOS.The experimental data obtained allowed us to re?ne the program from [6], according to which the joint operation of the MEG and EEOS was calculated. Due to the use of the more precise approximation of the time dependence for inductance L 1 of the main MEG cavity and the time dependence for resistance R 1 of the main MEG cavity obtained in reference experiments at R 4
=
121086420
I 2.01.51.00.5
t , μs
j 9 2 –4Fig. 7. (a) Current in the EEOS and (b) speci?c current-action integral: (1) test bench with capacitor C 2; (2) test bench with capacitors C 1 and C 2; (3) MEG.
200
1501005008101214
16
10
12
14
16
18S , 10–4 cm 2
l , cm U , kV Fig. 8. Results from the calculated optimization of the EEOS conductor for L 2 = 4L 3 ≈ 0.8 μH.
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DEMIDOV et al .0, calculations were performed for the total MEG oper-ating time but not for its ?nal stage, as was done in [6].These calculations showed that, for L 2 = 4L 3 ≈ 0.8 μH,the MEG characteristic current-rise time is ~2 μs. I n this case, at a MEG current of 46 kA, a cross section of the exploded conductor of 11 × 10–4 cm 2, and a conduc-tor length of 13 cm, a voltage of 177 kV can be obtained across the EEOS. The results from the calculated opti-mization of the device are shown in Figs. 8 and 9.The optimized MEG–EEOS system was used in experiments involving the explosive formation of volt-age pulses across a 25-? resistive load. Being supplied with an initial energy of ~30 J, the ??é-60 ensured a current of ~43 kA and a magnetic energy of ~1.2 kJ in the ?nal stage. The characteristic current-rise time was ~2 μs, and the specific stored magnetic energy was w ~9 kJ/g. Comparing the time dependences of the MEG current for R 4 = f (t ) and R 4 = 0 (the short-circuited EEOS) shows that the load begins to affect the opera-tional ef?ciency of the energy source only ~0.3 μs before the onset of the conductors' electrical explosion (Fig. 10). This is determined by selecting parameters for the MEG, the storing cavity, and the high-voltage pulse formation cavity at which the condition for ef?-cient MEG operation, dL 1/dt + dL 2/dt ? R (t ), is met until the device has ?nished operating and a high rate of
energy input into the EEOS is ensured.
80
60
40
200200
150
100
50
0t , μs
U , kV I , kA Fig. 9. Calculated time dependences of (1) the MEG current and (2) the voltage across the EEOS for optimum values of
the EEOS conductor length and cross section.
t , μs
I Fig. 10. MEG current: (1) R 4 = f (t ) and (2) R 4 = 0.
50024.4U , kV t , μ
s
100150200
24.624.825.0
25.224.2
Fig. 11. V oltage across the EEOS.200
150
100
50
0t , μs
U , kV Fig. 12. V oltage across the load.
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It should be noted that the voltage amplitude sub-stantially depends on the diameter of the wires in the EEOS. When copper wires 100 μm in diameter with a total cross section of 11 × 10–4 cm2 were used, the volt-age amplitude was 150 kV, i.e., ~20% lower than the one calculated. When the EEOS conductor was made of 70-μm-diameter wires with the same total cross sec-tion, the generated voltage pulses were 180 kV in amplitude.
A typical oscillogram of the voltage pulse across the EEOS is shown in Fig. 11. A gas-?lled sharpening spark gap with an operating threshold of ~120 kV was used to obtain a voltage pulse with a rise time of ≤50 ns across the resistive load. Figure 12 presents an oscillo-gram of a voltage pulse across a 25-? load in an exper-iment. The pulse rise time is ~30 ns.
CONCLUSIONS
When the EEOS was powered directly from a high-speed helical MEG, the total MEG operating time was ~25 μs, while the characteristic EEOS-current rise time was ~2 μs. The EEOS was investigated at stored mag-netic energies of up to 1.2 kJ and current amplitudes of ~43 kA.
A voltage pulse of 180 kV is formed across a 25-?resistive load at a speci?c stored magnetic energy of ~9 kJ/g. Due to the ?ow of current through the EEOS wires over the MEG’s period of operation, the voltage-pulse rise time was τ0.1–0.9 ~ 150 ns. A sharpening spark gap with an operating threshold of ~120 kV was used to obtain a voltage pulse with a rise time of ~30 ns across a high-resistance load.
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1，中断程序的编写 一个编程经验是，所有的中断都要尽快的运行和退出，中断服务程序越短越好，这样才不至于干扰主程序的工作和其他中断的运行。也就是，我们应该尽量把程序代码从中断服务函数里搬出来。 对于定时器的中断的工作方式，我们可以建立一个全局的标记(变量flag)，在中断里置这个标记，然后就退出。在主程序里去检查这个标记，再清0 标记和处理相应的工作。检查到这个标记之后，就运行相关的程序。对于CPU 任务比较多的项目来说，这种工作方式可以获得最佳的工作效率。当然，对于非常实时的应用要求，比如时钟，还是建议在中断里做完，因为使用标记的方式时，主程序可能太忙而造成错过标记信号，就是这个标记还没有开始处理呢，下一个该中断又来了。熟练的程序员还是可以避开这些异常的情况的。（实质上是看中断发生的频率与cpu主频的相对快慢，cpu处理速度快就不会产生这种问题） 2，在没有硬件的情况下，看看程序执行的如何，使用单步执行。但到外部中断的时候就过不去了，怎么让他接着执行外部中断的服务从程序呢？ 在仿真运行时，在peripheral中打开对应的IO口或UART等，找到外部中断输入的那一位，手动给中断信号就可。 3，Keil中调试技巧 <1>查看变量的值 注意，要查看变量的值，只能在程序停下来的状态下查看。在程序运行的过程中，程序不断地运行，变量也在不断地变化，一般是无法查看的。 (1)点停止程序后，在C源文件窗口程序中，将鼠标放在的变量“n”上面，可以看到旁边出现了一个小框框，上面显示了n=0x47D3,这就是变量此时的值。 (2)如果觉得这样可能会点不准确，可以选中你要看的变量，同样会显示变量的值，个人感觉这种操作更为方便。 （3）在命令行窗口下，输入的方法也可以看变量，在命令行输入n，回车，就看到结果了。 （4）在watch 窗口看变量。点watch 图标，就是那个有个眼镜的图标，打开watch 窗口。注意要看某个变量，如果这个变量是某个函数私有的（局部变量），必须是程序停止时并且PC 已经停止在了这个函数中才可以看到（这就需要在该函数中设置断点），各种看变量的情况都是这样。 注：watch框内的变量只有在当前变量作用域的才可以添加，例如全局变量。局部变量即使添加后，在下次调试时也会从watch窗口移除，改到locals窗口内显示。这个' 符号似乎是表示该变量是上次调试时定义的，好像没其他什么作用。做过测试，只要成功被记录进watch窗口的全局变量，即使该量的物理地址发生了变化，下次调试时调试器也能准确跟踪到，并在watch内刷新结果。locals窗口是查看当前函数处内部变量值得窗口。不要被误导。KEIL调试时的watch窗口是查看的全局变量值，不能看内部变量值。 如果在watch窗口看内部变量，会是错误的。会误导你的！！ <2>这里再教一招，如果我想让n 现在就变成我想要的值怎么办？这也是调试常见的手段，设置一个变量的值，比如，让n =0x1234,只要在命令窗口里输入“n=0x1234”就行了，几乎所有变量都可以这样直接设置，包括IO 口，比如你输入“P1.1=0”,结果第二个灯就亮了。 <3>还有一种直接看存储器的方法，可以看到所有存储器的值，但是和变量名称就不是那么好对应起来了。点memory 窗口图标，打开memory 窗口。在实际的硬件调试方式中，如果不用看memery 窗口，就建议不用打开它。因为保持它的打开会增加仿真时通讯的时间，特别是单步运行的时间。
1.电压 电压，也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是，“电压”一词一般只用于电路当中，“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。 如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。 2.电流 电流，是指电荷的定向移动。电源的电动势形成了电压，继而产生了电场力，在电场力的作用下，处于电场内的电荷发生定向移动，形成了电流。电流的大小称为电流强度（简称电流，符号为I），是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过1库仑的电量称为1「安培」（A）。安培是国际单位制中所有电性的基本单位。除了A，常用的单位有毫安（mA）、微安(μA) 。1A=1000mA=1000000μA电学上规定：正电荷流动的方向为电流方向。电流微观表达式I=nesv,n为单位时间内通过导体横截面的电荷数，e为电子的电荷量，s为导体横截面积，v为电荷速度。 3.电阻 电阻（Resistance，通常用“R”表示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。 4.电感 电感（inductance of an ideal inductor）是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”。 5.电容 电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。因电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，所以广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。 6.功率 有功功率 P有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。 无功功率 Q无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中
杭州杭申节能炉窑有限公司 强对流球化退火炉 （型号：HS-300/240） 操作使用说明书 二O一四年
目录 一、强对流球化退火炉使用材料及配件 (2) 二、主要技术参数 (3) 三、保养须知………………………………………………………4-5 四、注意事项 (6) 五、球化退火炉操作步骤 (7) 六、电气控制操作说明……………………………………………8-20
一、使用材料及配件 1、炉盖自动升降系统，采用气缸升降，悬吊回旋机轴 1、炉胆盖部设有充气、排气、氮气甲醇等接口装置。 1、炉盖上设有带变频18.5kw强对流循环风机，循环风机采用双水冷式轴承组。 2、炉体外部带变频2.2kw 高压强冷风机。 1、外壳由8mm钢板焊接而成，炉衬内采用陶瓷纤维棉，通过模具压缩制成，粘贴在炉墙上，双面保温组成炉膛。发热元件采用电 阻带悬挂在炉膛上，采用高铝耐火螺栓形拧紧固定，分为上中下三区控温。 6、炉胆材质不锈钢310S*8mm厚不锈钢卷焊制成桶身，内桶底 部采用圆底封头，材质310S，厚度12mm。导流桶采用5mm厚不 锈钢卷焊制成桶身。 7、炉底采用硅酸铝陶瓷纤维棉、耐火砖、保温砖彻筑而成 8、电气控制系统采用触摸屏及变频器、PLC采用欧姆龙可编程控器、电力调整器控制、其他配件采用正泰及茗熔集团产。 2
二、强对流球化退火炉主要技术参数 1、型号: HS-300/240悬臂型 2、额定功率: 380KW 3、额定电压: 380V 4、额定温度: 950℃ 5、额定频率：50HZ 6、控制区: 3区 7、接线方法: YYY 8、工作尺寸: 9、炉体尺寸: 8、用电功率: 8、处理材料:Φ3000mm×2400mm Φ4150mm×5400mm 用电功率：380kw(3相380),实际使用时,在升温阶段为100%输出即380kw/h;在保温阶段为40%输出即 380kw×40%=152kw/h；在降温阶段为10%输出即380kw×10%=38kw/h。 中低碳钢、中低合金钢等线材球化退火。 12、装载量: 12-16T 13、炉体重量:约21T
北京建筑大学 2015/2016 学年第二学期 课程设计 课程名称计算机组成原理综合实验 设计题目微程序控制器设计与实现 系别电信学院计算机系 班级计141 学生姓名艾尼瓦尔·阿布力米提 学号 完成日期二〇一六年七月八日星期五 成绩 指导教师 （签名） 计算机组成综合实验任务书
指令执行流程图； ?5、利用上端软件，把所编写的微程序控制器内容写入实验台中控制器中。 ?6、利用单拍测试控制器与编程的要求是否一致。如果有错误重新修改后再写入控制器中。 7、编写一段测试程序，测试控制器运行是否正确。 实验目的 1．融合贯通计算机组成原理课程，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系（寄存器堆、运算器、存储器、控制台、微程序控制器）。 2．理解并掌握微程序控制器的设计方法和实现原理，具备初步的独立设计能力；3．掌握较复杂微程序控制器的设计、调试等基本技能；提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。 实验电路 1. 微指令格式与微程序控制器电路 2.微程序控制器组成 仍然使用前面的CPU组成与机器指令执行实验的电路图，但本次实验加入中断系统。这是一个简单的中断系统模型，只支持单级中断、单个中断请求，有中断屏蔽功能，旨在说明最基本的原理。
中断屏蔽控制逻辑分别集成在2片GAL22V10（TIMER1 和TIMER2）中。其ABEL语言表达式如下： INTR1 := INTR; INTR1.CLK = CLK1; IE := CLR & INTS # CLR & IE & !INTC; IE.CLK= MF; INTQ = IE & INTR1; 其中，CLK1是TIMER1产生的时钟信号,它主要是作为W1—W4的时钟脉冲，这里作为INTR1的时钟信号，INTE的时钟信号是晶振产生的MF。INTS微指令位是INTS机器指令执行过程中从控制存储器读出的，INTC微指令位是INTC机器指令执行过程中从控制存储器读出的。INTE是中断允许标志，控制台有一个指示灯IE显示其状态，它为1时，允许中断，为0 时，禁止中断。当INTS = 1时，在下一个MF的上升沿IE变1，当INTC = 1时，在下一个MF的上升沿IE变0。CLR信号实际是控制台产生的复位信号CLR#。当CLR = 0时，在下一个CLK1的上升沿IE变0。当 CLR=1 且INTS = 0 且 INTC = 0时，IE保持不变。 INTR是外部中断源，接控制台按钮INTR。按一次INTR按钮，产生一个中断请求正脉冲INTR。INTR1是INTR经时钟CLK1同步后产生的，目的是保持INTR1与实验台的时序信号同步。INTR脉冲信号的上升沿代表有外部中断请求到达中断控制器。INTQ是中断屏蔽控制逻辑传递给CPU的中断信号，接到微程序控制器上。当收到INTR脉冲信号时，若中断允许位INTE＝０，则中断被屏蔽，INTQ仍然为０；若INTE ＝１，则INTQ ＝１。
软件中断、硬件中断、外部中断、内部中断 2010-01-30 16:35:05| 分类：电子爱好者|字号订阅 8086/8088把中断分为内部中断和外部中断两大类。为了支持多任务和虚拟存储器等功能，80386把外部中断称为“中断”，把内部中断称为“异常”。与8086/8088一样，80386通常在两条指令之间响应中断或异常。80386最多处理256种中断或异常。 1.中断 对80386而言，中断是由异步的外部事件引起的。外部事件及中断响应与正执行的指令没有关系。通常，中断用于指示I/O设备的一次操作已完成。与8086/8088一样，80386有两根引脚INTR和NMI接受外部中断请求信号。INTR接受可屏蔽中断请求。NMI接受不可屏蔽中断请求。在80386中，标志寄存器EFLAGS中的IF标志决定是否屏蔽可屏蔽中断请求。 外部硬件在通过INTR发出中断请求信号的同时，还要向处理器给出一个8位的中断向量。处理器在响应可屏蔽中断请求时，读取这个由外部硬件给出的中断向量号。处理器对这个中断向量号并没有规定。但在具体的微机系统中，系统必须通过软件和硬件的配合设置，使得给出的这个中断向量号不仅与外部中断源对应，而且要避免中断向量号使用冲突情况的出现。可编程中断控制器芯片8259A可配合80386工作，能够根据设置向处理器提供上述中断向量号，还能处理中断请求的优先级。每个8259A芯片可以支持8路中断请求信号，如果使用9个8259A芯片(一个主片，8个从片)，就可使80386在单个引脚INTR上接受多达64个中断源的中断请求信号。 处理器不屏蔽来自NMI的中断请求。处理器在响应NMI中断时，不从外部硬件接收中断向量号。与8086/8088一样，在80386中，不可屏蔽中断所对应的中断向量号固定为2。为了不可屏蔽中断的嵌套，每当接受一个NMI中断，处理器就在内部屏蔽了再次响应NMI，这一屏蔽过程直到执行中断返回指令IRET后才结束。所以，NMI处理程序应以IRET指令结束。 2.异常 异常是80386在执行指令期间检测到不正常的或非法的条件所引起的。异常与正执行的指令有直接的联系。例如，执行除法指令时，除数等于0。再如，执行指令时发现特权级不正确。当发生这些情况时，指令就不能成功完成。软中断指令“INT n”和“INTO”也归类于异常而不称为中断，这是因为执行这些指令产生异常事件。 80386识别多种不同类别的异常，并赋予每一种类别以不同的中断向量号。异常发生后，处理器就象响应中断那样处理异常。即根据中断向量号，转相应的中断处理程序。把这种中断处理程序称为异常处理程序可能更合适。 根据引起异常的程序是否可被恢复和恢复点不同，把异常进一步分类为故障(Fault)、陷阱(Trap)和中止(Abort)。我们把对应的异常处理程序分别称为故障处理程序、陷阱处理程序和中止处理程序。 故障是在引起异常的指令之前，把异常情况通知给系统的一种异常。80386认为故障是可排除的。当控制转移到故障处理程序时，所保存的断点CS及EIP的值指向引起故障的指令。这样，在故障处理程序把故障排除后，执行IRET返回到引起故障的程序继续执行时，刚才引起故障的指令可重新得到执行。这种重新执行，不需要操作系统软件的额外参与。故障的发现可能在指令开始执行之前，也可能在指令执行期间。如果在指令执行期间检测到故障，那么中止故障指令，并把指令的操作数恢复为指令开始执行之前的值。这可保证故障指令的重新执行得到正确的结果。例如，在一条指令的执行期间，如果发现段不存在，那么停止该指令的执行，并通知系统产生段故障，对应的段故障处理程序可通过加载该段的方法来排除故障，之后，原指令就可成功执行，至少不再发生段不存在的故障。
样本统计方法一般分为两个大的分支—参数统计和非参数统计。非参数统计方法主要有：一是卡方拟合度检验（大众媒介研究者经常比较某一现象所观察到的发生频次和其期望值或假设的发生频次，卡方（X的平方）是一个表示期望值和观察值之间关系的值）。其局限性在于变量必须是定类或者定序测量的。二是交叉表分析，可以同时检验两个或者更多的变量。参数统计常用于定距或定比数据。一是t检验，二是方差分析；三是相关性统计分析。 T分布在抽样分布和样本分布之间架起了一座桥梁，是借助于颐和总显著性检验来实现的，成为“t检验”。t检验又称“均值检验”，用以计算样本均值是否不同于总体均值、零或另一样本均值。可分为三种类型：一是检验样本均值是否不同于其总体均值。二是检验一个样本均值是否与另一个样本均值不同（独立样本t检验）。三是重复测量的t检验—当相比较的两组样本以某种相联系的方式重复（相同的被试在不同时间段的结果检验）。 方差分析（ANOV A）——当实验涉及机组的比较时适用的统计方法。它是均值检验的一种自然延伸，更强调样本组内与组间的变化而不是样本组均值。ANOV A将发生在因变量上的变化分为由自变量作用的方差（称为被假设方差）和不被解释的方差（称为误差或剩余方差）。“被解释”方差成为“主效应”。ANOV A应用F分布而非t分布。多因子方差分析——任何有两个或更多个自变量的ANOV A可以是多因子ANOV A，测量其“交互效应”。 相关检验——不同于t检验的均值检验，相关是一种“关联性”测量。相关测量一个变量值的改变与另一个变量值改变的关联程度。相关的显著性是指，系统性变化是否又非偶然因素引起的；换言之，相关系数是否显著大于零。最常见的相关检验是皮尔逊积矩相关系数。 例3：在某次的新闻节目收视情况调查中，总体为某市12岁以上的居民。有效样本男性为240人，平均每天收视时间31.5分钟，标准差12分钟；样本中女性180人，平均每天收视时间26.3分钟，标准差19分钟，请问总体中男女居民的新闻节目收视时间有无差异？原假设H0:总体中没有差异：H0：u1=u2；H1：u1>u2, u1 强对流潜势预报系统各个参数说明资料 （1）沙氏指数SI 反映大气稳定状况的一个指数。它定义为850hPa等压面上的湿空气团沿干绝热线上升，到达凝结高度后再沿湿绝热线上升至500hPa时所具有的气团温度T s850与500hPa等压面上的环境温度T500的差值。当SI<0时，大气层结不稳定，且负值越大，不稳定程度越大，反之，则表示气层是稳定的。 SI= T500- T s850 根据国外资料，SI与对流性天气有以下关系： SI〉-3°C发生雷暴的可能性很小或没有； 0°C< SI<3°C有发生阵雨的可能性； -3°C< SI<0°C有发生雷暴的可能性； -6°C< SI<-3°C有发生强雷暴的可能性； SI<-6°C有发生严重对流天气（如龙卷风）的危险； （2）抬升指数LI 气块从低层900m高度沿干绝热线上升，到达凝结高度后再沿湿绝热线上升至500hPa时所具有的温度T s与500hPa等压面上的环境温度T500的差值。当LI<0时，大气层结不稳定，且负值越大，不稳定程度越大，反之，则表示气层是稳 定的。 LI=T500-T s （3）有利抬升指数BLI 把700hPa以下的大气按50hPa间隔分层，并将各层中间高度处上的各点分别按干绝热线上升到各自的凝结高度，然后分别按湿绝热线抬升到500hPa，得到各点不同的抬升指数，其中的负值最大者即为最有利抬升指数。BLI<0时，大气层结不稳定，且负值越大，不稳定程度越大。 （4） K指数 K指数的定义为： K=（T850-T500）+T d850-（T-T d）700 其中T 与T d 分别表示温度与露点温度；下表500、700、850分别表示500、700与850hPa 。 K 指数计算式中第一项表示温度直减率，第二项表示低层水汽条件，第三 项表示中层饱和程度。因此K 指数可以反映大气的层结稳定情况。K 指数越大，层结越不稳定，统计结果：K ＜20 无雷雨；20＜K ＜25 孤立雷雨；25＜K ＜30 零星雷雨；30＜K ＜35 分散雷雨；K ＞35 成片雷雨。 (5)修正的K 指数MK Mk=0.5*（T 0+T 850）+0.5*（T d0+T d850）-T 500-（T-T d ）700 指考虑了地面温度状况的改进的K 指数。这里T 0表示地面温度，mK 值越大表示气团低层越暖湿，稳定度越小，因而越有利于对流产生。 （6）总指数TT 定义为：TT= T 850＋T d850－2T 500 下标850和500分别表示850hPa 和500hPa 。TT 越大，越容易发生对流天气。 （7）强天气威胁指数SWEAT SWEAT=12T d850+20（TT-49）+2f 850+f 500+125(S+0.2) T d850表示850hPa 露点温度（°C ），若T d850为负数，此项为0； TT= T 850＋T d850－2T 500 ,即总指数，若TT 小于49，则20（TT-49）项为0；f 850为850hPa 风速（海里/小时），以m/s 为单位的风速应乘以2；f 850为500hPa 风速（海里/小时），以m/s 为单位的风速应乘以2；)sin(850500S ，500与850分别代表500hPa 风向与850hPa 风向；最后一项125(S+0.2)在下列4个条件中任何一个条件不具备时为零：850hPa 风向在130°～250°之间；500hPa 风向在210°～310°之间；500hPa 风向减850hPa 风向为正；850hPa 及500hPa 风速至少等于15海里/小时（7.5m/s ）。 常用于龙卷预报，根据美国龙卷和强雷暴实例分析， SWEAT 指标值与天气关系是：发生龙卷时的SWEAT 临界值为400，发生强雷暴时SWEAT 的临界值为300。强雷暴主要是指伴有风速至少在 25 m ·s 以上的大风，或直径 1.9cm 以上降雹的雷暴天气。 （8）深对流指数DCI 诊断用深对流指数：深对流指伸展高度具有等于或大于均质大气高度H0 DSP/BIOS软件中断（SWI） 一、SWI模块概述 在DSP/BIOS内核中，系统管理并运行的线程分为四个等级：硬件中断服务程序、软件中断服务程序、任务和后台空闲函数，优先级依次降低。每个软件中断服务程序都对应一个函数，当然，每个软件中断也可以单独设置优先级。高优先级的软件中断会抢占正在执行的低优先级的软件中断 所有软件中断都是通过DSP/BIOS内核的API调用来启动。一旦启动了一个SWI 对象，此时，系统将为该SWI对象中的函数创建一个运行时间表。因此，当一个软件中断被启动后，其对象函数不一定会立即执行，而是会按照时间表在执行队列中根据优先级排队等候运行。DSP/BIOS根据软件中断优先级来判断是否要暂停当前运行的线程。 中断线程（包括硬件中断和软件中断）都是使用相同的堆栈来执行的。当中断发生时，新的线程就会添加到栈顶，系统会执行一次任务切换（Context Switch）。由于高优先级软件中断会打断低优先级的软件中断的运行，所以SWI模块在运行高优先级软件中断前会自动保存寄存器中的内容。在高优先级软件中断运行完成后，寄存器会恢复原来的内容，以便继续运行原来的低优先级中断。如果没有启动其他高优先级的软件中断，低优先级的软件中断就会运行。DSP/BIOS内核虽然具有抢占的特点，但如果没有导致任务切换的API 函数调用，系统则不会主动切换道其他线程去执行的。（理解这点在实际应用中很重要，即如果现在运行的是低优先级软中断对应的函数，如果你不在函数中调用如SWI_post()启动更高优先级的软件中断或启动了比自身低的优先级中断，则当前软中断就不会被打断，执行直到退出）。 个人经验：尽量不要在一个软中断对应的函数中去启动另一个比其本身优先级高的软件中断，因为根据抢占原则，其本身将被打断，从而CPU转去执行高优先级软中断对应的函数，低优先级的实时性将得不到保证，当有多级优先级及系统复杂情况下甚至引起系统瘫痪。也不要设置很多的优先级。当然这也不是绝对的，如果系统规划的好，利用好软中断的基于优先级抢占式的特点会大大简化你的设计。 二、SWI的执行 通过调用SWI_andn,SWI_sec,SWI_inc,SWI_or,SWI_post可以使软件中断被调度执行。这些函数本身可以在程序的任何地方调用------中断服务程序ISR中，周期函数中，空闲函数中或其他软件中断函数中。 当一个SWI对象被触发时，SWI管理器将该软件中断添加到一个被触发软件中断的列表中等待，然后SWI管理器检查软件中断当前是否被使能。如果使能，SWI管理器将该SWI对象的优先级和当前运行线程的优先级进行比较。若当前运行线程是后台空闲循环IDL或是一个更低优先级的SWI,那么SWI管理器将这个SWI对象从被触发SWI对象列表中移除，并将CPU控制权从当前线程交给SWI对象，开始执行SWI函数。 Note：1.当一个SWI开始执行后，必须无阻塞地运行到结束； 2.当在HWI中调用时，调用任何会触发软件中断的SWI函数的代码必须包装在一个HWI_enter/HWI_exit宏调用中，或者由HWI调度程序调用； 3.如果一个软件中断在SWI管理器将其从被触发SWI对象列表中移除之前，被触发多次，其SWI函数只会执行一次。这个类似硬件中断的特征：即在CPU清除中断标志寄存器中相应的中断标志为之前，如果该硬件中断触发多次，对应的HWI只会执行一次。 南京信息工程大学实习报告 2015－ 2016学年第学期强对流天气实习报告时间 2016.6.4 一．天气概况（请在此部分简要概括此次天气过程） 由于我国中东部大部分地区在4月份回暖明显，随着系统的东移增强发展，在所影响的区域均产生了雷暴大风、冰雹和短时强降水天气，但不同阶段各有不同。本次强对流系统影响26日西北地区东部的时候，所产生的强对流天气主要是雷暴大风和冰雹，仅个别地区出现了短时强降水。系统主体27日影响华北北部的时候，华北北部的强对流天气以雷暴大风和冰雹为主，北京全市出现雷暴天气，但在南部分裂出的短波槽所产生的强对流天气以短时强降水为主（如图1a）。但在28日系统主体南落的过程中，出现了本次过程最强的强对流天气。较强对流出现的具体时段为28日14时至29日02时，最为集中的是28日20时前后，之后系统东移入海，对我国的影响宣告结束。在强对流天气发生的最强时段（28日20时前后），江淮大部出现了较为集中的雷暴大风和冰雹天气（如图1b），并伴有较强的短时强降水，其中江苏南京六合地区的冰雹最大直径达5厘米，江苏扬州地区的冰雹最大直径超过10厘米，受强对流天气影响的大部分地区出现了（20m/s）八级以上瞬时大风，最大风力出现在安徽东北部，达到了9级，这一时段的最大小时降水更是达到了96.4毫米，出现在江苏常州金坛。 图12015年4月27日北京地区(a)和28日(c)江淮地区的24小时强对流天气实况 4月27日和28日的强对流天气为前倾槽型和华北涡型。前倾槽形势下高空槽后冷空气逐渐侵入,而低层为西南气流,层结不稳定,在地面辐合线的触发作用下爆发强对流天气。华北涡形势下冷涡深厚,随高度有所前倾,冷涡后部的偏北急流携带干冷空气南下,叠置于低层偏南暖湿气流之上,形成不稳定层结,在地面中尺度低压辐合区产生强对流天气。 二．环流形式和过程的综合分析（包括大范围的环流形式、中尺度的综合分析及对数参数分析） (1)大范围的环流形式 首先分析28日8时高空500hpa的环流形式（如图2所示），可以看到在山东北部地区出现了一冷涡，槽后冷平流显著，后部有急流与低层形成较强的风切变。28日前贝加尔湖西部短波槽超前于冷中心，槽不断发展，影响我国 强对流潜势预报系统各个参数说明 （1）沙氏指数SI 反映大气稳定状况的一个指数。它定义为850hPa等压面上的湿空气团沿干绝热线上升，到达凝结高度后再沿湿绝热线上升至500hPa时所具有的气团温度Ts850与500hPa等压面上的环境温度T500的差值。当SI<0时，大气层结不稳定，且负值越大，不稳定程度越大，反之，则表示气层是稳定的。 SI= T500- Ts850 根据国外资料，SI与对流性天气有以下关系： SI〉-3°C发生雷暴的可能性很小或没有； 0°C< SI<3°C有发生阵雨的可能性； -3°C< SI<0°C有发生雷暴的可能性； -6°C< SI<-3°C有发生强雷暴的可能性； SI<-6°C有发生严重对流天气（如龙卷风）的危险； （2）抬升指数LI 气块从低层900m高度沿干绝热线上升，到达凝结高度后再沿湿绝热线上升至500hPa时所具有的温度Ts与500hPa等压面上的环境温度T500的差值。当LI<0时，大气层结不稳定，且负值越大，不稳定程度越大，反之，则表示气层是稳定的。 LI=T500-Ts （3）有利抬升指数BLI 把700hPa以下的大气按50hPa间隔分层，并将各层中间高度处上的各点分别按干绝热线上升到各自的凝结高度，然后分别按湿绝热线抬升到500hPa，得到各点不同的抬升指数，其中的负值最大者即为最有利抬升指数。BLI<0时，大气层结不稳定，且负值越大，不稳定程度越大。 （4） K指数 K指数的定义为： K=（T850-T500）+Td850-（T-Td）700 其中T与Td分别表示温度与露点温度；下表500、700、850分别表示500、700与850hPa。 K指数计算式中第一项表示温度直减率，第二项表示低层水汽条件，第三项表示中层饱和程度。因此K指数可以反映大气的层结稳定情况。K指数越大，层结越不稳定，统计结果：K＜20 无雷雨；20＜K＜25 孤立雷雨；25＜K＜30 零星雷雨；30＜K＜35 分散雷雨；K＞35 成片雷雨。 (5)修正的K指数MK Mk=0.5*（T0+T850）+0.5*（Td0+Td850）-T500-（T-Td）700 指考虑了地面温度状况的改进的K指数。这里T0表示地面温度，mK值越大表示气团低层越暖湿，稳定度越小，因而越有利于对流产生。 第23课中断概述可屏蔽中断处理过程 教学目的：了解中断的相关概念，掌握可屏蔽中断的处理过程。 教学重点：中断响应过程、中断向量和中断服务过程。 教学难点：中断向量。 授课内容： 一、中断概念 1.中断源 2.中断响应 3.中断向量表 4.中断优先级 5.中断屏蔽 二、中断分类 8086/8088有一个强有力的中断系统，可以处理256种不同的中断,256种中断可以分为两大类：外部中断和内部中断。 1.外部中断 也称为硬件中断，是由外部的硬件产生的。分成不可屏蔽中断请求和可屏蔽中断请求。 2.内部中断 又称为软件中断。通常有三种情况引起：由中断指令INT引起的中断；由CPU 的某些运算错误引起的中断；由调试程序debug设置的中断。 三、CPU响应中断过程 可屏蔽中断处理的过程一般分成几步：中断请求；中断响应；保护现场；转入执行中断服务子程序；恢复现场和中断返回。 CPU响应中断要有三个条件： 外设提出中断申请 本中断位未被屏蔽 中断允许 CPU在响应外部中断，并转入相应中断服务子程序的过程中，自动依次做以 下工作： (1)从数据总线上读取中断类型号，将其存入内部暂存器。 (2)将标志寄存器PSW的值入栈。 (3)将PSW中的中断允许标志IF和单步标志TF清0，以屏蔽外部其它中断请求，及避免CPU以单步方式执行中断处理子程序。 (4)保护断点。 (5)根据中断类型号到中断向量表中找到中断向量，转入相应中断服务子程序。 (6)中断处理程序结束以后，从堆栈中依次弹出IP、CS和PSW，然后返回主程序断点处，继续执行原来的程序。 四、中断向量表 寻找中断源可以用查询中断及矢量中断两种方法。 1.中断向量表 又称中断服务程序入口地址表。8086允许处理256种类型中断，对应类型号为0～FFH。 2.中断向量的设置 供用户使用的中断类型号，它可由用户定义为软中断，由INT n指令引用；也可通过1NTR端直接接入，或通过中断控制器8259A引入可屏蔽硬件中断。有两种方法可将中断服务程序的入口地址置入中断类型号n所对应的中断向量表中。一种方法用指令来设置，另一种方法利用DOS功能调用来设置。 设置中断向量：预置AL=中断类型号 DS:DX＝中断服务程序入口地址 AH=25H 执行: INT 21H 取中断向量：预置AL=中断类型号 AH=35H 执行： INT 21H 返回: ES:BX=中断服务程序人口地址 3.中断类型号的获取强对流潜势预报系统各个参数说明资料【2020年最新】
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